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CURSO DE FÍSICA E QUÍMICA PARA O VESTIBULAR DA UFRGS
23/09/09 - Aula 6: Ligações químicas II: modelos de ligações intermoleculares (forças de Van der
Waals e pontes de hidrogênio), propriedades dos compostos iônicos, moleculares, covalentes e metálicos e
suas relações com os modelos de ligação correspondentes.
Forças intermoleculares
Observando as imagens que seguem, o que elas têm em comum?
Aparentemente nada. Pelo menos do ponto de vista macroscópico. Entretanto, um olhar
diferente, ou seja, ao nível molecular, podemos dizer que o inseto não afunda na água devido às forças de
interação existentes entre as moléculas do líquido: as pontes de hidrogênio.
As pontes de hidrogênio, é bom que se diga, não são os únicos tipos de interações ou forças que
mantêm unidas as moléculas das substâncias. Em seguida, faremos rápida abordagem a respeito dos vários
tipos de forças, relacionado-as às propriedades dos compostos.
1 - Forças dipolo-dipolo
São as ligações típicas entre moléculas polares, ou seja, há um dipolo elétrico permanente na
molécula.
-
Perceba os pólos positivo (δ+) e negativo (δ ), os quais se atraem eletrostaticamente.
Interação dipolo-dipolo
(atração intermolecular)
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2. Pontes de hidrogênio
Quando, em uma molécula, o hidrogênio está interagindo (ligado) com ...
Há uma grande diferença de eletronegatividade entre hidrogênio e os outros elementos. São
interações muito fortes.
N
O
F
Aumento da eletronegatividade
As interações H-F, H-N e H-O, por serem muito intensas, deixam o hidrogênio deficiente de
elétrons. Isso faz com que o hidrogênio interaja com a molécula vizinha.
Ponte de hidrogênio entre uma molécula de água e o HCℓ.
As fitas de DNA, por exemplo, são longos polímeros formados por milhões de nucleotídeos
ligados uns aos outros. Individualmente, nucleotídeos são bastante simples, consistindo de três partes
distintas: fosfato; base nitrogenada; pentose (açúcar).
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A interação entre as bases nitrogenadas no DNA se dá através de pontes de hidrogênio.
Pontes de hidrogênio e o comportamento físico da água
!!!
Dado esperado.
Analisando o gráfico anterior, percebemos algo inesperado: o alto ponto de ebulição da água
(100ºC), comparando com outros hidretos do mesmo grupo da T.P. Trata-se de uma anomalia apresentada
pela água, a qual, pelas previsões, deveria ser gasosa em temperatura ambiente.
Por que a anomalia?
Novamente, buscamos explicação nas pontes de hidrogênio. Sendo muito fortes entre as
moléculas de água, propiciam alto ponto de ebulição.
Pontes de hidrogênio.
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3. Forças dipolo permanente – dipolo induzido
São forças entre moléculas polares e apolares. Surgem porque, em dado momento, a região densa
de elétrons da molécula apolar sofre distorção, devido à força exercida pela molécula polar, levando à
formação de um dipolo induzido.
Dipolo permanente
Dipolo induzido.
Por exemplo:
Dissolução de oxigênio em água.
Salientamos que a dissolução do oxigênio em água, conforme exemplo, viabiliza a vida na água, em
especial dos peixes.
4. Forças dipolo instantâneo – dipolo induzido (Forças de Van der Waals – Forças de London)
São as forças de dispersão de London (assim designadas em homenagem ao físico alemão de
mesmo nome), sendo características das moléculas apolares. Como explicar, por exemplo, o fato de o iodo
(I2) molecular e apolar apresentar-se no estado sólido em temperatura ambiente?
Iodo sólido(marron)
Iodo gasoso(violeta)
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Como os elétrons nas moléculas estão constantemente em movimento, num determinado instante
podem acumular-se numa dada zona da molécula: forma-se um dipolo instantâneo, que pode, noutro
instante, ter orientação diferente.
Dipolo instantâneo
Esse dipolo irá criar, em moléculas mais próximas, a formação de outros dipolos, designados
dipolos induzidos. A interação entre dipolo instantâneo e dipolo induzido explica o fato de o iodo molecular
ser sólido.
No caso do iodo . . .
Curiosidades . . .
1. Como a lagartixa consegue caminhar pelas paredes, mesmo no teto?
Em 1960, o alemão Hiller sugeriu que um tipo de força atrativa, entre as moléculas da parede e
as moléculas da pata da lagartixa, fosse a responsável. Ele sugeriu que estas forças fossem as forças
intermoleculares de Van der Waals.
2. Forças de London ou de Van der Waals?
Em 1873 Van der Waals postulou a existência das forças intermoleculares, que ficaram
conhecidas pelo seu nome. Fritz London, já no século XX, descreveu a natureza delas e as atribuiu ao
movimento dos elétrons dentro das moléculas.
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Vestibular da UFRGS
1. UFRGS 2006. As temperaturas normais de ebulição da propilamina e da trimetilamina são iguais a 47,8ºC
e 2,9ºC, respectivamente. A diferença entre os P.E. deve-se ao fato de que esses compostos apresentam
diferentes
(A) massas moleculares.
(B) geometrias moleculares.
(C) forças intermoleculares.
(D) basicidades.
(E) densidades.
2. UFRGS 2008. A coluna da esquerda, abaixo, apresenta quatro tipos de substâncias sólidas; a da direita,
cinco exemplos dessas substâncias.
Associe adequadamente todos os itens da coluna da direita aos respectivos itens da coluna da esquerda.
1 – metálica
2 – iônica
3 – molecular
4 – covalente
(
(
(
(
(
) fluoreto de sódio
) sílica
) glicose
) cromo
) grafite
A sequência correta é:
(A) 1-1-2-4-3.
(B) 2-1-4-3-1.
(C) 2-4-3-1-4.
(D) 3-1-4-1-2.
(E) 4-3-1-4-1.
3. UFRGS 2009. Considere as seguintes substâncias cloradas.
1) Cℓ2; 2) CaCℓ2;
3) CCℓ4;
4) CHCℓ3;
5) HCℓO4.
Sobre essas substâncias são feitas a s afirmações:
I – As substâncias 2 e 5 originam soluções aquosas eletrolíticas.
II – As substâncias 4 e 5 estabelecem ligações de hidrogênio entre suas moléculas quando estão no estado
líquido.
III – A substância com menor ponto de ebulição deve ser a substância 1, considerando-se que é a
substância apolar de menor massa molecular.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.